具有深紫外表面等离子特性金属纳米结构的制备与应用

发布时间：2017-10-20 09:48

  本文关键词：具有深紫外表面等离子特性金属纳米结构的制备与应用

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【摘要】：金属的表面等离子共振效应是一种广泛存在于金属中的特性,其形成机理,简要解释为自由电子在电磁场中的集体震荡所引起的。作为有一种类光学性质,金属的表面等离子特性具有广泛的研究与应用潜力,比如表面等离子共振增强光电响应、表面等离子共振增强光催化、表面等离子增强SERS、医学成像与医疗、光化学反应等等。一直以来,金属表面等离子共振特性的研究多集中于金、银等传统贵金属的研究,这些金属的表面等离子共振峰多在可见光等区域。本学位论文通过非模板法以及模板法制备了一系列金属纳米颗粒和阵列薄膜,研究了多种表面等离子共振峰处在深紫外区域的纳米金属结构,并简要做了了表面等离子共振的荧光增强效应以及表面等离子共振增强光电探测器响应的研究。主要成果如下：(1)通过液相激光烧蚀法,在有机溶剂中制备出了多种具有碳包裹核壳结构的金属纳米颗粒,这些纳米颗粒性状稳定,具有一定的抗氧化作用。同时因制备出的碳壳层具有紫外区域的荧光作用,实验进一步研究了金属表面等离子共振效应对碳点荧光的影响,发现表面等离子共振对荧光具有增强作用以及对氮化镓探测器响应信号的增强作用,并简要分析其形成机理。(2)通过制备合适的PS胶体球模板,使用真空蒸镀的方法,在制备的模板上蒸镀一层A1金属薄膜,得到了规则的A1纳米阵列薄膜,并通过调控PS胶体球的大小,实现对A1纳米阵列形貌的调控,从而调整优化了Al纳米阵列的等离子共振峰。同时,将制备的A1纳米阵列与纳米金刚石薄膜复合,研究了表面等离子共振效应对金刚石探测器光响应的影响,发现复合有A1纳米阵列的金刚石探测器,其光电响应增强125%。总伤,本学位论文初步探索了一系列具有深紫外表面等离子特性的金属纳米颗粒,对其制备做了一定的研究,同时,实验中还发现了表面等离子共振对碳点荧光以及金刚石探测器光响应的增强作用,不仅对于表面等离子共振特性的研究具有一定的意义,也为将来应用的拓展做出了一定的贡献。
【关键词】：表面等离子共振 荧光 光响应 金属纳米颗粒 液相激光烧蚀
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.2 表面等离子体共振11-16
• 1.2.1 金属纳米颗粒的局部表面等离子体共振理论12-16
• 1.3 金属表面等离子体研究概况16-18
• 1.4 金属表面等离子共振应用18-19
• 1.5 论文研究主要内容及意义19-20
• 2 实验制备与检测20-24
• 2.1 制备原料20
• 2.2 样品的制备及制备系统20-22
• 2.2.1 液相激光烧蚀法20-21
• 2.2.2 真空蒸镀法21-22
• 2.3 实验用设备22
• 2.4 实验用测试仪器22-24
• 3 非模板法制备金属纳米结构及其应用研究24-39
• 3.1 结果与讨论24-37
• 3.1.1 金属纳米颗粒的结构表征24-26
• 3.1.2 碳包裹纳米金属颗粒形成机理26-27
• 3.1.3 金属纳米颗粒的紫外可见吸收光谱27-28
• 3.1.4 惰性气体保护措施的讨论28-29
• 3.1.5 无定型碳壳层的性质研究29-31
• 3.1.6 溶剂对制备金属纳米颗粒影响讨论31-32
• 3.1.7 金属纳米颗粒稳定性测研究32-33
• 3.1.8 表面等离子共振对碳点荧光影响初探33-36
• 3.1.9 表面等离子共振对光电探测器性能的影响36-37
• 3.2 本章小结37-39
• 4 模板法制备纳米结构及其应用研究39-53
• 4.1 结果与讨论39-51
• 4.1.1 PS模板的自组装39-40
• 4.1.2 金属纳米阵列的制备40-41
• 4.1.3 PS微球的去除41-43
• 4.1.4 PS胶体模板的调整43-45
• 4.1.5 金属纳米铝阵列的形貌表征45-48
• 4.1.6 金属纳米铝阵列表面等离子共振特性48-50
• 4.1.7 金属纳米铝阵列增强金刚石光电探测器50-51
• 4.2 本章小结51-53
• 5 论文总结及展望53-55
• 5.1 论文总结53-54
• 5.2 研究展望54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-64
• 附录64

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本文编号：1066627